專利名稱：一種金屬硅冶煉還原劑的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種金屬硅冶煉還原劑的制備方法，屬金屬硅電爐冶煉技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
金屬硅冶煉以硅石為原料，木炭、石油焦、煙煤及木塊為還原劑，在礦熱爐內(nèi)冶煉， 其中要求還原劑電阻率高、化學(xué)活性強、固定碳高、灰份、揮發(fā)份低、Ca、Al、Fe等雜質(zhì)含量低、水份含量低且穩(wěn)定。石油焦、煙煤具有灰分低、固定碳高的優(yōu)勢，但電阻率低。相比之下木炭的比電阻高，化學(xué)活性好且雜質(zhì)較少，是較好的一種金屬硅硅冶煉還原劑，但木炭資源非常有限。在生產(chǎn)實際過程中，金屬硅冶煉爐內(nèi)反應(yīng)過程可分為如下幾個區(qū)域(1)低溫反應(yīng)區(qū)(1100°C以下)高溫反應(yīng)區(qū)的氣體從料面逸出，氣體中殘留的SiO與空氣中的氧接觸， 發(fā)生如下反應(yīng)2Si0+02 = 2Si02 ①在1100°C以下SiO不穩(wěn)定，會發(fā)生如下反應(yīng)2Si0 = Si02+Si ②在還原劑活性表面上，優(yōu)先發(fā)生下列反應(yīng)Si0+2C = SiC+CO ③(2)生成SiC的區(qū)域(1100 1800°C )性，反應(yīng)③從1100°C開始已能較強烈地進行，到1537°C以后，能自發(fā)進行以下反應(yīng)Si02+2C = SiC+2C0 ④(3)生成熔體硅的區(qū)域(1400°C以上)，在1400°C _1450°C硅熔化(如能生成熔點更低的Si-Fe合金)，超過純?nèi)埸c后，SiO與碳的反應(yīng)強烈，生成硅SiO+C = Si+C0 ⑤ 從1650°C起，下列反應(yīng)向右進行Si02+2SiC = 3Si+2C0 ⑥G) SiC分解區(qū)域(1800°C以上)，在1827°C以上下列反應(yīng)向右進行2Si02+SiC = 3Si0+C0 ⑦在更高的溫度下，由于SiC與SiO起反應(yīng)而分解，生成硅和一氧化碳。(5) SiO蒸發(fā)區(qū)(2000°C以上)，從1750°C起，下列反應(yīng)向右進行Si02+C = Si0+C0 ⑧公知在配料時雖然通過理論結(jié)合實際經(jīng)驗加入足夠的還原劑，但由于還原劑在低溫反應(yīng)區(qū)損失較多，大部份還原劑在未進入硅熔體的生成區(qū)之前就反應(yīng)結(jié)束，進入硅熔體的生成區(qū)的還原劑量較少，造成爐底缺炭，當(dāng)配入的炭過多時易產(chǎn)生碳化硅，因炭化硅的熔點高，導(dǎo)電性強，使電極不能較深地插入爐料，造成爐況惡化。公知配入爐內(nèi)的還原劑在理論上要求必須做到1)控制較高的爐膛溫度。2)減少反應(yīng)⑧式頻繁發(fā)生，控制Si和SiO揮發(fā)。3)使SiC的形成和破壞相對平衡。但在實際冶煉過程中因?qū)€原劑在低溫反應(yīng)區(qū)損失判斷不準而導(dǎo)致物料配比理論與實際有偏差。在爐況變化現(xiàn)象不明顯時頻繁調(diào)整配比易造成爐內(nèi)還原劑過多或缺少現(xiàn)象，影響電極下插，坩堝縮，破壞正常的冶煉爐況。配碳量過剩50%，硅的回收率為0，生成的SiC積存爐底；同理，缺碳50%，SiO不能被吸收，影響SiC的生成與破壞，造成Si02過剩。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種金屬硅冶煉還原劑的制備方法，以木炭、石油焦、煙煤和木塊為原料經(jīng)破碎，配料，混勻，用干式電磁除鐵法除去95%以上的鐵雜質(zhì)。得到金屬硅電爐冶煉的還原劑。使用該種還原劑能達到控制較高的爐膛溫度；減少Sih+C = Si0+C0反應(yīng)的頻繁發(fā)生；使SiC的形成和破壞相對平衡；控制Si和SiO揮發(fā)等目的。本發(fā)明按以下技術(shù)方案實施以木炭、石油焦、煙煤和木塊為原料，經(jīng)分別破碎，配料，混勻，進行干式電磁除鐵后得到金屬硅電爐冶煉的還原劑。所述的配料按重量百分比計為木炭60-70%，石油焦15-19%，煙煤8-16%，木塊 5-6% ；所述的破碎粒度為木炭3-120mm，石油焦3_15mm的占65%，< 3mm的占15%， 15-25mm 的占 20%，煙煤 2_10mm，木塊為 30-120mm ；與公知技術(shù)相比具有的優(yōu)點1、根據(jù)還原劑性質(zhì)合理搭配使用有利于確保碳平衡的關(guān)系；2、解決因還原劑固定碳、雜質(zhì)、粒度與公知參數(shù)有差異而導(dǎo)致用碳過?；蛏倭康默F(xiàn)象；3、起到了持續(xù)穩(wěn)定爐況，降低電單耗、提高產(chǎn)率的作用。
具體實施例方式實施1、木炭68 %，石油焦19 %，煙煤8 %，木塊5 %，經(jīng)破碎，混勻，在還原劑與硅礦石均勻混合入爐之前，在皮帶運輸物料的前、中、后段分別在距皮帶正上方200mm的位置安裝直徑Φ 1000mm,功率5. 5Kffr的干式電磁除鐵器對混合物料中除去95%以上的鐵雜質(zhì)，能減少物料帶入鐵量，可以提高產(chǎn)出金屬硅的產(chǎn)品質(zhì)量。得到金屬硅電爐冶煉的還原劑。在電爐冶煉中使用，配合其它冶煉技術(shù)指標，得到的生產(chǎn)技術(shù)指標為
權(quán)利要求
1.一種金屬硅冶煉還原劑的制備方法，其特征在于其按以下技術(shù)方案實施， 以木炭、石油焦、煙煤和木塊為原料經(jīng)分別破碎，配料，混勻，進行干式電磁除鐵后得到金屬硅電爐冶煉的還原劑，所述的配料按重量百分比為木炭60-70%，石油焦15-19%，煙煤8-16%，木塊5-6% ； 所述的破碎粒度為木炭3-120mm，石油焦3_15mm的占65%，< 3mm的占15%，15_25mm 的占20%，煙煤2-10mm，木塊為30_120mm。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬硅冶煉還原劑的制備方法，其特征在于所述的干式電磁除鐵是在還原劑與硅礦石均勻混合入爐之前，在皮帶運輸物料的前、中、后段分別在距皮帶正上方200mm的位置安裝直徑Φ 1000mm,功率5. 5Kffr的干式電磁除鐵器對混合物料中的木炭、石油焦、煙煤磁選除鐵，能減少物料帶入鐵量，可以提高產(chǎn)出金屬硅的產(chǎn)品質(zhì)量。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種金屬硅冶煉還原劑的制備方法，以木炭、石油焦、煙煤和木塊為原料按重量百分比為木炭60-70％，石油焦15-19％，煙煤8-16％，木塊5-6％配料，經(jīng)破碎，混勻，用干式電磁除鐵法除去鐵雜質(zhì)。得到金屬硅電爐冶煉的還原劑。使用該種還原劑能達到控制較高的爐膛溫度；減少SiO2+C＝SiO+CO反應(yīng)的頻繁發(fā)生；使SiC的形成和破壞相對平衡；控制了Si和SiO揮發(fā)的發(fā)生。
文檔編號C01B33/025GK102442670SQ20111028660
公開日2012年5月9日 申請日期2011年9月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月26日
發(fā)明者盧國洪, 周昌武, 周杰, 張安福, 張繼忠, 張金清, 李宗有, 李昆, 楊云山, 楊明禮, 王加良, 王吉坤, 王子龍, 王富超, 王正勇 申請人:云南永昌硅業(yè)股份有限公司